Космические дворники: кто очистит орбиту от мусора

Чтобы летающие вокруг Земли «жестянки» не угрожали дорогостоящим космическим кораблям и спутникам, человечеству необходимо провести там генеральную уборку. Естественная система очистки — сила притяжения и плотные слои атмосферы — не справляется с утилизацией всего техногенного мусора. Plus-one.ru рассказывает, кто будет его убирать и есть ли смысл отправлять в космос земные отходы.

Большая часть космического мусора расположена на высотах более 600 км. Спуск до поверхности планеты может занимать сотни лет. Чем дальше от Земли находятся аппараты, тем меньше на них действует сила притяжения и тем медленнее они спускаются к атмосфере. Если бы динозавры запустили спутник на самую высокую — геостационарную — орбиту, он бы по-прежнему находился в космосе. Поэтому плотные слои газовой оболочки планеты, где сгорают обломки летательных аппаратов, спутников и другой хлам, не страшны большей части космического мусора.

Но некоторые аппараты нельзя отправлять из космоса на сжигание в атмосферу. В первую очередь это спутники с ядерными установками. Инцидент с приземлением радиоактивного объекта уже был: в 1978 году советский военный спутник «Космос-954» вышел из-под контроля и упал в пустынном районе на северо-западе Канады. Несгоревшие обломки разлетелись по территории в 100 тыс. кв. км. Большая часть земель пострадала незначительно, но в некоторых местах радиация доходила до 200 рентген в час. Поэтому нужны технологии, которые позволят не закидывать мусор «в долгий ящик», как это делали предыдущие поколения, а эффективно справляться с засорением орбиты.

Пока космических дворников, добросовестно выполняющих свою работу, нет. И хоть тема орбитальной «захламленности» постоянно обсуждается в научной среде, ни одна страна еще не взялась основательно за уборку космоса. Все проекты аппаратов-чистильщиков находятся на стадии разработки или испытаний.

Есть три основных подхода к обращению с космическим мусором — захоронение, сжигание в атмосфере, а также переработка или ремонт. Некоторые устройства для очистки проектируются с целью подтолкнуть «отходы» ближе к поверхности Земли или наоборот — увести их от действующих аппаратов.

В марте 2021 года летные испытания спутника-уборщика начал японский стартап Astroscale. Его аппарат будет собирать мусор с помощью магнитных панелей. В конце миссии героя ждет благородная смерть — вместе с собранными обломками он направится в сторону Земли и сгорит в плотных слоях атмосферы. В 2018-м с борта МКС был выведен аппарат RemoveDebris. В ходе экспериментов в открытом космосе ему удалось поймать объект, имитирующий космический мусор, гарпуном и сетью, что стало первым шагом к практической уборке космоса.

Европейское космическое агентство (ЕКА) поддерживает разработку миссии ClearSpace-1. Устройство с роботизированными манипуляторами для захвата мусора планируют запустить в 2025 году. ClearSpace-1 должен будет поймать одну из частей европейской ракеты Vega и спустить ее в атмосферу для уничтожения.

Российские специалисты тоже не отстают и предлагают разных «уборщиков», например «сачок» и буксир-коллектор. А исследовательский стартап StartRocket работает над созданием спутника-пеногенератора, цель которого — захватить космический мусор и утащить его в атмосферу с помощью клейкой пены. Еще одну экстравагантную идею предложили ученые «Российских космических систем»: их аппарат не просто будет собирать обломки, но и, согласно проекту, перерабатывать их в топливо. Кроме того, «Роскосмос» рассматривает космический мусор в качестве потенциального сырья для 3D-печати.

Несмотря на множество проектов из разных стран, до проведения полноценных «субботников» на орбите еще далеко. Причина банальна: за уборку космического мусора никто не хочет платить. Полеты в космос — удовольствие дорогое: пока сбор «небесных» отходов не будет приносить прибыль, рассчитывать на расчистку орбиты от хлама не приходится. Кроме того, пока ни один из проектируемых аппаратов не способен справляться с мелкими осколками — в обязанностях «ловля» только крупного мусора.

Первым коммерчески выгодным проектом в области сохранения чистоты космоса стал Mission Extension Vehicle-1 (MEV-1). Аппарат способен продлевать срок службы телекоммуникационных геостационарных спутников. Успешные испытания были проведены в 2019 году. MEV-1 прибыл на орбиту захоронения, состыковался со старым, но еще функционирующим спутником Intelsat 901, на борту которого закончилось топливо, и вернул его на рабочую орбиту. Такой «ремонт» продлил жизнь Intelsat 901 минимум на пять лет.

Из-за обилия скопившегося мусора на орбите космическим державам следует научиться убирать за собой до возникновения серьезных аварий. При разработке аппаратов необходимо учитывать, чем закончится их жизненный цикл. Некоторые спутники уже сейчас проектируются так, чтобы по завершению своей миссии спуститься на низкие орбиты и сгореть в атмосфере.

Как выглядят космические дворники

Полетят ли земные отходы в космос

Пока в этом нет смысла. Если задаться целью отправить на низкую околоземную орбиту все образующиеся за год коммунальные отходы Москвы (около 8 млн тонн), понадобится примерно 57 тыс. запусков сверхтяжелой ракеты-носителя Сатурн-5 (она обладает наибольшей грузоподъемностью среди всех ракет мира и может вывезти на низкую околоземную орбиту 140 тонн). Стоимость этих запусков была бы поистине космической — дешевле развивать отрасль переработки отходов на Земле. Более того, бытовой мусор не должен «болтаться» в перегруженном околоземном пространстве, его разумнее отправлять на сжигание к Солнцу. Но путь туда неблизкий и требует серьезной подготовки, чтобы избежать аварий и засорения орбит других планет.

Тем не менее некоторые инженеры предлагают посылать к Солнцу отходы атомной промышленности. Гипотетически это осуществимо, но возникают похожие трудности: радиоактивного мусора на Земле скопилось много, поэтому потребуется совершить несколько десятков тысяч запусков. Кроме того, существует риск взрыва ракеты с ядерными отходами на старте — в этом случае произойдет глобальное заражение атмосферы, океанов, почв и населенных пунктов. Поэтому человечеству не стоит уповать на космические технологии — решать свои мусорные проблемы надо на Земле.

Читайте первую часть спецвыпуска Plus-one.ru о «небесных» отходах ко Дню космонавтики:

Подписывайтесь на наш канал в Яндекс.Дзен.